Springer Nature is making SARS-CoV-2 and COVID-19 research free. View research | View latest news | Sign up for updates

K/Rb and Rb/Cs partition between K-feldspars and biotites of pre-Cambrian granites from Sinai

Die K/Rb- und Rb/Cs-Verteilung zwischen den Kalifeldspäten und Biotiten präkambrischer Granite des Sinai. Mit einer Diskussion der Temperaturabhängigkeit der K/Rb-Verteilungskoeffizienten

With a discussion of the temperature dependence of K/Rb partition coefficients

  • 54 Accesses

  • 4 Citations

Summary

The K, Na, Rb and Cs contents of K-feldspars and biotites of granitoid rocks from Sinai were measured. The comparison of their K/Rb partition coefficientsD Rb F/B with partition coefficients of other rock bodies lead to the distinction of three granitoid rock groups:

  1. a)

    ignimbrites and “dry” granites with average partition coefficients from 2.2 to 3.2 representing crystal/melt equilibria,

  2. b)

    granites which are affected by ion-exchange between crystals and postmagmatic hydrothermal solutions having averages from 3.4 to 4.4,

  3. c)

    migmatites and gneisses which recrystallized in the amphibolite facies with values from 3.7 to 4.7.

Some granitic rock bodies of Sinai are of special interest. Their average partition coefficients are extrem: 2.4 for the “dry” Um Malaq monzogranite and 4.4 for the “wet” Farsh syenogranite.

A geothermometer based on the K/Rb partition of natural phases as well as on experimental results cannot be proposed at the present time. Though all experimentally determined partition coefficients of sanidine/phlogopite pairs are of the same order of magnitude, the deviations between the data of different authors are so large that the calculation ofD Rb F/B as a function of temperature has to be postponed till more experimental data are available.

Zusammenfassung

Es wurden die K-, Na-, Rb- und Cs-Gehalt von Kalifeldspäten und Biotiten granitoider Gesteine des Sinai gemessen. Der Vergleich ihrer K/Rb-VerteilungskoeffizientenD Rb F/B mit Verteilungskoeffizienten anderer Gesteinskörper führte zu einer Unterscheidung von drei granitoiden Gesteinsgruppen:

  1. a)

    Ignimbrite und “trockene” Granite, deren mittlere Verteilungskoeffizienten zwischen 2.2 und 3.2 liegen und Gleichgewichte zwischen Kristallen und Schmelze repräsentieren,

  2. b)

    Granite, deren Kristalle durch Ionen-Austausch mit postmagmatischen hydrothermalen Lösungen verändert sind, mit Mittelwerten zwischen 3.4 und 4.4,

  3. c)

    Migmatite und Gneise, die in der Amphibolitfazies rekristallisierten, mit Werten zwischen 3.7 und 4.7.

Einige granitische Gesteinskörper des Sinai sind von besonderem Interesse. Ihre mittlerenD Rb F/B Werte sind extrem: 2.4 für den “trockenen” Um Malaq Monzogranit und 4.4 für den “nassen” Farsh Syenogranit.

Ein Geothermometer, das sich auf die K/Rb-Verteilung in natürlichen Phasen und auf experimentelle Ergebnisse stützt, kann zur Zeit noch nicht vorgeschlagen werden. Obgleich die experimentell bestimmten Verteilungskoeffizienten von Sanidin/Phlogopit-Paaren alle von derselben Größenordnung sind, sind die Abweichungen zwischen den Daten verschiedener Autoren so groß, daß die Berechnung vonD Rb als Funktion der Temperatur zurückgestellt werden muß bis mehr experimentelle Daten vorliegen.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

References

  1. Albarède, F., andY. Bottinga, 1972: Kinetic desequilibrium in trace element partitioning between phenocrysts and host lava. Geochim. Cosmochim. Acta36, 141–156.

  2. Beswick, A. E., 1973: An experimental study of alkali metal distributions in feldspars and micas. Geochim. Cosmochim. Acta37, 183–208.

  3. Blattner, P., 1971: Migmatite by partial fusion and short range hydrothermal transfer, British Columbia. Schweiz. Min. Petr. Mitt.51, 155–177.

  4. Carron, J.-P., etM. Lagache, 1971: La distribution des éléments alcalins Li, Na, K, Rb dans les minéraux essentiels des granites et granodiorites du sud de la Corse. Bull. Soc. franç. Min. Crist.94, 70–80.

  5. Carron, J.-P., etM. Lagache, 1972: Etude du partage des éléments alcalins Na, K, Li, Rb, Cs entre les minéraux de quelques roches granitiques de France. 24e Congres Geol. Internat. Montreal. Section10, 60–66.

  6. Dupuy, C., 1968a: Le rubidium dans la biotite et le feldspath potassique de la granodiorite du Monte Capanne (Italie), et du granite de Neira (Espagne). Compt. Rend.266, 2223–2226.

  7. Dupuy, C., 1968 b: Rubidium et Caesium dans biotite, sanidine et verre des ignimbrites de Toscane (Italie). Chem. Geol.3, 281–299.

  8. Dupuy, C., etC. J. Alleger, 1972: Fractionnement K/Rb dans les suites ignimbritiques de Toscane. Un exemple de rejuvenation crustale. Geochim. Cosmochim. Acta36, 437–458.

  9. Foland, K. A., 1973: Alkali diffusion in orthoclase. Proc. Symp. Geochem. Transp. Kinetics, Washington. (In press.)

  10. Hart, S. R.: 1964: The petrology and isotopic mineral age relations of a contact zone in the Front Range, Colorado, J. Geol.72, 493–525.

  11. Heier, K. S., andJ. A. S. Adams, 1964: The geochemistry of the alkali metals. In: Physics and Chemistry of the Earth5, Oxford: Pergamon Press.

  12. Hofmann, A. W., andB. Giletti, 1970: Diffusion of geochronologically important nuclides in minerals under hydrothermal conditions. Eclogae Geol. Helv.63, 141–150.

  13. Lagache, M., 1968: Etude expérimentale de la répartition des éléments-traces entre la leucite, l'orthose et des solutions hydrothemales. Le rubidium à 600°C. Compt. Rend.267, 141–144.

  14. Lagache, M., etG. Sabatier, 1973: Distribution des éléments Na, K, Rb et Cs à l'état de traces entre feldspaths alcalins et solutions hydrothemales à 650°C, 1 kbar; données expérimentales et interprétation thermodynamique. Geochim. Cosmochim. Acta37, 2617–2640.

  15. Lange, I. M., R. C. Reynolds andJ. B. Lyons, 1966: K/Rb ratios in coexisting K-feldspars and biotites from some New England granites and metasediments. Chem. Geol.1, 317–322.

  16. Ragland, P. C., G. K. Billings andJ. A. S. Adams, 1968: Magmatic differenciation and autometasomatism in a zoned granitic batholite from central Texas, U. S. A. In: Origin and distribution of elements (Ahrens, L. H. (editor), Oxford: Pergamon Press, 373–392.

  17. Scotford, D. M., 1973: Strontium partitioning between coexsiting K-feldspar and plagioclase as an indicator of metamorphic grade in southwestern New Hampshire. Geol. Soc. Amer. Bull.84, 3985–3994.

  18. Seck, H. A., 1971: Der Einfluß des Druchks auf die Zusammensetzung koexistierender Alkalifeldspäte und Plagioklase im System NaAlSi3O8−KAlSi3O8−CaAl2Si2O8−H2O. Contr. Min. Petr.31, 67–86.

  19. Volfinger, M., 1969: Partage de Rb et Cs entre sanidine, muscovite et solution à 600°C, 1000 bars. Compt. Rend.269, 1–3.

  20. Volfinger, M.: Effet de la composition des micas triotaèdriques sur les distributions de Rb et Cs à l'état de traces. Earth Planet. Sci. Lett. (In press).

  21. White, A. J. R., 1966: Genesis of migmatites from the Palmer region of south Australia. Chem. Geol.1, 165–200.

  22. Zartmann, R. E., 1964: A geochronologic study of the Lone Grove Pluton from Llano Uplift, Texas. J. Petr.5, 359–408.

Download references

Author information

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Bernotat, W.H., Carron, J.-. & Lagache, M. K/Rb and Rb/Cs partition between K-feldspars and biotites of pre-Cambrian granites from Sinai. TMPM Tschermaks Petr. Mitt. 23, 23–38 (1976). https://doi.org/10.1007/BF01081867

Download citation

Keywords

  • Partition Coefficient
  • Granitic Rock
  • Hydrothermal Solution
  • Amphibolite Facies
  • Rock Group